蛋白质复合物结构预测的集成分子对接方法

分子对接是目前研究蛋白质-RNA相互作用与识别的有效方法之一.其中,打分函数的合理设计与分子结合位点的准确识别对成功预测蛋白质-RNA复合物结构至关重要.结合小组的工作,对用分子对接方法预测蛋白质-RNA复合物结构中所涉及2个关键性问题（即分子对接打分函数的设计和RNA结合位点的预测）及研究进展进行了回顾,并对几种常用的方法进行了比较.最后分析了这两方面研究目前所存在的主要问题,并对未来的发展方向进行了展望.

     

蛋白质-蛋白质分子对接中打分函数研究进展

为了探究蛋白质复合物的结构与相互作用,建立了蛋白质的分子对接方法,从2014年起参加蛋白质复合物结构预测竞赛的预测和打分竞赛.该方法首先采用结构模建方法预测单体蛋白质分子的结构,通过快速傅里叶变换进行全空间构象搜索.然后,优化蛋白质复合物构象,并采用全原子统计势函数进行评价.总结第32~37轮CAPRI竞赛结果发现,该方法在T104、T105、T111和T118比赛中挑选出了L_RMSD小于2.0×10^-10 m的近天然结构.通过对比其他国际优秀课题组的方法,分析预测和打分比赛中取得的成绩和不足之处,并为后续的研究提出了改进方案与建议.

     

CAPRI第32～37轮竞赛中蛋白质复合物结构的预测和评估

为了探究蛋白质复合物的结构与相互作用,建立了蛋白质的分子对接方法,从2014年起参加蛋白质复合物结构预测竞赛的预测和打分竞赛.该方法首先采用结构模建方法预测单体蛋白质分子的结构,通过快速傅里叶变换进行全空间构象搜索.然后,优化蛋白质复合物构象,并采用全原子统计势函数进行评价.总结第32~37轮CAPRI竞赛结果发现,该方法在T104、T105、T111和T118比赛中挑选出了L_(RMSD)小于2.0×10~(-10)m的近天然结构.通过对比其他国际优秀课题组的方法,分析预测和打分比赛中取得的成绩和不足之处,并为后续的研究提出了改进方案与建议.     

分子对接方法在药物发现之外领域的应用

分子对接是一个预测蛋白质与配体的结合模式和结合自由能的强有力的计算工具.该方法起源并主要应用于药物设计与研发领域,而其设计思想却可以服务于很多其他领域的研究.详细叙述了分子对接的基本原理和方法,并进一步介绍了应用广泛的基于分子对接的虚拟筛选技术.然后,结合已发表的文献,具体介绍了分子对接方法在蛋白质工程、生物修复、生物传感器及纳米科学等领域的应用.这将有助于分子对接方法及相关技术更好地服务于非药物发现领域的研究工作.     

持久性有机污染物4, 4'-DDE和CB-153的反向虚拟筛选

分子对接是一个预测蛋白质与配体的结合模式和结合自由能的强有力的计算工具.该方法起源并主要应用于药物设计与研发领域,而其设计思想却可以服务于很多其他领域的研究.详细叙述了分子对接的基本原理和方法,并进一步介绍了应用广泛的基于分子对接的虚拟筛选技术.然后,结合已发表的文献,具体介绍了分子对接方法在蛋白质工程、生物修复、生物传感器及纳米科学等领域的应用.这将有助于分子对接方法及相关技术更好地服务于非药物发现领域的研究工作.

     

分子对接方法在药物发现之外领域的应用

基于分子对接的反向虚拟筛选方法在药物靶点确定、老药新用以及药物副作用/毒理研究领域具有重要的应用前景,吸引了药物发现领域研究人员的广泛关注.首先对分子对接方法和蛋白质数据库进行细致的介绍,然后列举目前可以用于反向虚拟筛选的网络服务器,并列举该方法在药物设计领域的一些具体应用,最后对该方法目前所存在的问题进行讨论.

     

底物结合对谷氨酰胺结合蛋白运动模式的影响

为了研究底物谷氨酰胺(glutamine,Gln)的结合对谷氨酰胺结合蛋白(glutamine binding protein,GlnBP)运动特点的影响,采用分子对接方法研究了未结合Gln的GlnBP开放构象结构(GlnBP_O)与Gln的结合模式,获得了GlnBP_O-Gln复合物结构,然后用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法研究所获得的复合物的运动模式,并与GlnBP_O的运动模式相比较.结果表明:Gln特异性地结合在GlnBP_O的大结构域上,并且Gln的结合增加了GlnBP_O的闭合运动的速度和幅度.     

斑马鱼A型γ-氨基丁酸受体同源模建及分子对接

为了研究杀虫剂氟虫腈对斑马鱼的毒性机理,以秀丽隐杆线虫谷氨酸受体[在蛋白质数据库（ProteinDataBank,PDB）登记号为3RHW]作为模板,通过蛋白质同源模建的方法构建了斑马鱼A型γ-氨基丁酸受体跨膜段,利用分子动力学和拉氏图验证了模型的合理性．将构建的模型与氟虫腈及其衍生物进行分子对接．氟虫腈及其衍生物与跨膜蛋白对接结果在分子水平上解释了氟虫腈对斑马鱼的毒性机理：10个不同构象的氟虫睛与跨膜蛋白对接各个打分和结合自由能都比较稳定,氟虫腈垂直地定位于跨膜段的胞质端,跨膜蛋白上28位天冬酰胺和38位精氨酸与氟虫腈分子产生氢键;苯环上的取代基CF3,CI,CI和吡唑环上取代基SOCF2或SO2CF3是产生毒性作用的重要基团;基于氟虫腈结构虚拟筛选的化合物与跨膜蛋白的对接结果也进一步验证了,上述结论．     

HIV-1 gp41蛋白与其抑制剂NB-2的结合模式

为了设计以HIV-1跨膜蛋白gp41为靶点的抑制剂,采用分子对接、分子动力学模拟及自由能计算方法研究了gp41与其抑制剂NB-2的结合模式,利用从头药物设计方法,通过改造NB-2的结构,设计了有效的gp41选择性抑制剂,并用分子对接方法评价了这些新化合物的结合模式和能力.从分子对接结果得到2种主要的NB-2与gp41的结合模式.分子动力学模拟和自由能计算结果表明,结合模式1优于模式2,所以模式1是比较合理的结合模式.从结合模式1出发设计了103个新的化合物,这些化合物具有已知gp41抑制剂所没有的结构特征且大部分化合物比NB-2与gp41的结合自由能低.得到的结合模式合理解释了NB-2与gp41的相互作用.     

应用集成神经网络预测蛋白质相互作用位点

蛋白质相互作用位点在现代药物设计与构建蛋白质相互作用网络方面有着重要的意义。基于一个含有35个蛋白质分子的数据集,首先提取蛋白质的序列谱、熵值、可及表面积3种特征,然后运用误差反向传播神经网络以及其集成对蛋白质的相互作用位点进行了预测。采用35次留一法(一倍交叉验证)进行训练与测试,结果显示每当加入一种新特征时,预测结果都有相应的提高,并且把神经网络集成时,结果又有了一定程度的提高。     

应用直觉模糊混合几何算子的大型船舶主尺度决策方法

针对我国自研大型船舶主尺度要素方案的决策方法,分析了大型船舶在初步设计阶段的主尺度决策环节中应重点考虑的属性指标,阐述了基于传统方法进行设计与优化时所存在的主要问题.使用均匀试验设计法为专家群提供一定数量的主尺度备选方案并分别计算其各项属性指标,使用一种新的直觉模糊决策矩阵存储、处理专家群的评价意见,应用直觉模糊混合几何算子并计入专家意见权重、属性指标权重、算子加权向量等对模糊矩阵进行加工,利用综合属性值的得分函数量化各可行方案的优劣程度并将其排序,最终对大型船舶最佳主尺度方案进行选择.所得算例结果与国外相近吨位同类型优秀船舶的主尺度方案极为接近,此方法的提出对于我国即将开展的大型船舶总体设计研究具一定的参考价值.     

智利电力系统输变电设备的抗震设计规范

简要介绍了智利《抗震设计》《高压电气设施抗震设计规范》《变电站结构抗震设计》的基本情况,详细探讨了变电站电气设备的抗震设计方法和相关规定。从智利抗震设防目标、设防水准、场地类别、抗震设计方法和抗震设计反应谱等方面分析了智利电气设备的抗震技术和抗震规范,并扼要介绍了变电站电气设备振动台试验的基本规定。与智利电气设备抗震设计规范相比,我国在抗震设防类别、场地分类方案、静力和动力设计方法、抗震设计反应谱等方面均有较大不同。在考虑地震环境差异的情况下,学习和引进智利先进的抗震技术,对改进我国电气设备抗震设计规范和提高我国电气设备的抗震能力具有十分重要的意义。     

空间飞行器对接动力学的数值仿真研究

建立了有内导向瓣周边式对接机构的两空间飞行器对接过程中捕获阶段和缓冲阶段的对接动力学数学模型,进行了数值仿真。通过仿真计算可以验证缓冲系统的设计参数及对接策略。得到对接机构的相对位移和转角、缓冲系统的位移和转角、相互作用力等参数,从而可较全面地了解对接动力学过程,为缓冲系统的设计打下一个可信的基础。     

飞行器对接机构缓冲器的设计研究

两对接飞行器的等效质量，对对接机构缓冲器的设计产生重要影响，在不同等效质量情况下，针对对接缓冲过程的不同特点，从恢复系数出发，给出了针对不同等效质量，对接机构缓冲器的设计方法，仿真分析表明，该方法是可行的。     

软土路基沉降预测方法的对比分析

软土路基沉降预测的方法很多．为实现对路基沉降的准确预测,在工程实践中需要选用哪种方法以及这些方法的实际运用取得的效果如何,是值得认真研究的问题．文中对两个断面分别采用BP人工神经网络法和双曲线法进行了沉降预测,并通过与实际观测的沉降值进行对比分析,得出两种方法各自的适用范围．